Вольтметр и амперметр с ЖК дисплеем

Вольтметр и амперметр с ЖК дисплеем

Этот прибор был разработан для измерения выходного напряжения и тока в блоке питания. Для определения тока используется специальный шунтирующий резистор. Прибор может включать и выключать вентилятор, для обдува радиатора, при достижении определённого тока и напряжения. Уровень тока и напряжения, при котором вентилятор включается можно настроить при помощи специальной кнопки.

Технические характеристики

Схема

В списке деталей, приведённом ниже, есть элементы с пометкой "не используется". Их не требуется устанавливать, т.к. они были необходимы предыдущей версии прибора.  Возможно, схема и печатная плата будут исправлены позже.

Печатная плата

В архиве по ссылке есть две версии платы отзеркаленная и не отзеркаленная. Для разных способов изготовления печатной платы нужна та или иная версия для получения правильной платы. При монтаже печатной платы не забудьте припаять две перемычки и расположить микросхему U2 на радиаторе.

После того, как на плату запаяете все детали, необходимо:

– поставить 2 перемычки на плате

– поставить перемычку вместо L1

– посадить на радиатор элемент U2

– обратить внимание на полярность элементов D1 и D2

Список элементов

Элемент Значение Корпус Примечание
R1 100k 1206   
R2 100k 1206   
R3 10k   Потенциометр
R4 30k 1206   
R5 10k 1206   
R6 10k 1206   
R7 7k5 1206   
R8 7k5 1206   
R9 500R   Потенциометр
R10 500R   Потенциометр
R11 5k1 1206   
C1 100n 1206   
C2 100n 1206   
C3 100n 1206   
C4 100n 1206 Не используется
C5 100n 1206 Не используется
C6 100n 1206 Не используется
C7 100n 1206 Не используется
C8 100n 1206 Не используется
C9 100n 1206 Не используется
C10 22u/6V SMD A   
C11 10n 1206 Опциональный элемент – защищает Q1 против скачка напряжения после выключения вентилятора.
C12 10u/50V     
L1 47u 1210  Не используется – закоротите на плате
D1 диод  SMD A Опциональный элемент – защищает Q1 против скачка напряжения после выключения вентилятора.
D2 диод SMD A например SK310A
U1 7805 TO-252 Стабилизатор напряжения +5V, например LM7805
U2 7812 TO220 Стабилизатор напряжения +12V, например LM7812
U3 ATMEGA8 TQFP32   
LCD GOLDPIN 1×16   
J1 GOLDPIN 1×2 FAN_CON – разъем для вентилятора
J2 GOLDPIN 1×1 +12V_CON – опциональный +12V разъем
J3 GOLDPIN 1×1 +35V_CON  – главный разъем питания
J4 GOLDPIN 1×3  
S1 выключ.     
Q1 MOSFET N SOT-23 e.g. BSS-138 (вентилятор менее 200мА)

Прошивка

При использовании  микроконтроллера в TQFP корпусе, его проще прошить после монтажа на плату. Я сделал так, что микроконтроллер можно прошить через разъем для подключения ЖК дисплея. В качестве кабеля для прошивки микроконтроллера я использую кабель от старого жесткого диска.  Помните, что при прошивке на схему необходимо подавать +5V питания. В зависимости от конструкции вашего программатора, он сам подаст это напряжение, или его придется брать с дополнительного блока питания.

После подключения к микроконтроллеру программатора, проверьте, распознает – ли программатор микроконтроллер. Если все в порядке, вы можете прошивать микроконтроллер. FUSE-биты необходимо выставить на работу микроконтроллера от встроенного RC генератора с частотой 1 МГц. Если микроконтроллер новый, этого делать не требуется. Поле прошивки микроконтроллера вы можете подключать ЖК-дисплей. Рекомендуется подключать его при помощи разъёма, для возможности обновления прошивки в будущем.

LCD Pin number LCD signal ΅C signal/Pin Prog signal
1 GND GND GND
2 VCC VCC VCC
4 RS SCK / PB.5 SCK
5 RW MISO / PB.4 MISO
6 EN MOSI / PB.3 MOSI
10 D3 RESET RESET

Подключение

Разъемы и элементы регулировки прибора

S1 – Кнопка настройки

При нажатии этой кнопки на дисплей выводятся значения шунтирующего резистора. Если номинал резистора известен, то нажимайте кнопку до появления на дисплее соответствующего значения. Если номинал  резистора неизвестен, то установите на него точный мультиметр, и подбирайте значения резистора до тех пор, пока показания прибора и мультиметра не совпадут. После установки значения резистора, кнопка не должна быть нажата в течение 5 секунд. После этого необходимо назначить ток, при котором вентилятор будет включаться.

R9 – настройка точности в точном поддиапазоне измерений

Чтобы уменьшить ошибки АЦП ошибки, диапазон измерения разделен на два поддиапазона 0-10V и 10-30V. Для подбора точного значения резистора подключите вольтметр к выходу блока питания с напряжением 9V, и меняйте значение резистора до тех пор, пока показания вольтметра и прибора будут равны.

R10 – настройка точности в грубом поддиапазоне измерений

Примерно тоже самое что R9, но для диапазона измерений 10-30V. На выходе блока питания необходимо напряжение около 19V.

R3 – настройка контрастности ЖК-дисплея

Проворачивайте потенциометр до тех пор, пока на ЖК-дисплее не появится четкое изображение.

J1 – подключение вентилятора

Прикрепите + вентилятора к 1 выводу разъема, – ко второму.  

J2 – +12V

Если у вас в блоке питания есть постоянная линия +12 В, подключите её эти к контактам. В этом случае вы не должны монтировать U2 на печатной плате. Это хорошо, т.к. вы убираете лишний источник тепла. Если у вас нет постоянной линии +12 В, то оставьте контакты неподключенными.

J3 – +35V

Напряжение с диодного моста, которое идет на U2. Возможно, на этот контакт нужно подавать меньшее напряжение – всё зависит от типа использованной вами U2. Этот вывод должен быть подключен, даже если +12V уже подключено к J2.

J4 – сигнал для измерения напряжения и тока

Прибор предназначен для измерения тока и напряжения в блоке питания. Значение тока вычисляется из падения напряжения на шунтирующем резисторе.

Контакт 1 – измерение напряжения  – подключается к + блока питания.

Контакт 2 – измерение тока – подключается к – блока питания.

Контакт 3 – GND – подключается к выводу шунтирующего резистора, противоположному подключенному к блоку питания.

Скачать прошивку и печатные платы

Оригинал статьи на английском языке (перевод: Paravoz для сайта cxem.net)


Категория: Измерительная техника
Метки:

Написать коментарий

*
= 4 + 7

Добавить изображение

Последние статьи